欄目
首頁 > ManBetX > 科研進展

昆明植物所研究發現紫麻屬演化映射了東南亞地區地質與氣候曆史

  東南亞地區是全球生物多樣性熱點地區之一,生物多樣性高度富集。該地區還分布有世界上最大的島嶼群,是生物地理學早期發祥地,被譽為生物地理學研究的“天然實驗室”。地質學證據表明東南亞地區具有複雜的地質和氣候曆史,分別在距今4500萬年前、2500萬年前和500萬年前經曆過三次劇烈的地質事件。這些事件對該地區生物多樣性的起源演化產生了重要影響,但與地質曆史相伴相生的過程中,生物類群的演化能否能反演該地區地質和氣候曆史還不得而知。 

  近日,中國科學院昆明植物研究所李德銖團隊依托中國西南野生生物種質資源庫,通過與英國皇家植物園邱園、愛丁堡大學,加拿大多倫多大學、文萊大學和荷蘭萊頓大學等單位合作,選擇東南亞地區蕁麻科特有植物類群紫麻屬(Oreocnide)為研究對象,通過物種和地理分布區的全麵取樣,利用基因組淺層測序獲得該屬10種共63個個體的質體基因組和核糖體大亞基(nrDNA)序列,並據此重建了紫麻屬的係統發育關係;進而結合分子鍾估算和生態位模擬,深入開展了該屬植物的生物地理學研究。結果表明:(1)係統發育基因組學分析在很大程度上理清了紫麻屬內的係統發育關係,支持該屬為單係類群,並且發現屬內除了三脈紫麻、廣西紫麻和寬葉紫麻外,其餘種均為單係,暗示可能存在隱存種。(2)紫麻屬植物在距今約4200萬年前和其近緣類群分異,並在距今約606萬年前開始發生多樣化。結合該屬現生植物高溫、高濕的生境,推斷紫麻屬植物的多樣化可能和東南亞地區劇烈的地質氣候事件息息相關,故推斷東南亞地區最後一次劇烈的地質事件有可能發生在距今606萬年前,比地質學證據早約100萬年。(3)紫麻屬植物起源於中國南方地區,先後經過至少4次“大陸到島嶼”的長距離擴散事件形成現今分布格局,這暗示東南亞地區植物區係有很多遷入成分。(4)紫麻屬植物在距今313萬年前和119萬年前發生了快速物種形成。結合生態位模擬結果,推斷這可能映射了更新世以來該地區冰期震蕩和海陸變遷的曆史。綜上所述,該研究為認識東南亞地區生物、地史和氣候的協同演變提供了新的視角。 

  該研究成果以Phylogenomics and evolutionary history of Oreocnide (Urticaceae) shed light on recent geological and climatic events in SE Asia為題在線發表於國際進化生物學主流期刊《分子係統發育和進化》(Molecular Phylogenetics and Evolution)。中國科學院昆明植物研究所吳增源副研究員為論文第一作者,李德銖研究員為通訊作者。本研究得到了中國科學院B類先導專項(XDB31000000)、國家自然科學基金項目(31970356, 41571059, 41971071)、中國科學院青年創新促進會(2019385)等項目的資助。 

  文章鏈接 

   

圖1 用不同方法估算紫麻屬的分化時間  

圖2 紫麻屬的生物地理曆史重建  

   

圖3 紫麻屬潛在分布區的變化

TOP